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2024版高考总复习-化学二轮专题(新教材) 专题9 有机化学基础
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这是一份2024版高考总复习-化学二轮专题(新教材) 专题9 有机化学基础，文件包含专题9有机化学基础pptx、专题9有机化学基础专题突破练pptx、专题9有机化学基础docx等3份试卷配套教学资源，其中试卷共15页， 欢迎下载使用。
(1)有机化合物的结构及性质:湖北卷(2023),广东卷(2023),天津卷(2023),湖南卷(2023、2022、2021),山东卷(2023、2022、2021),辽宁卷(2023、2022、2021),北京卷(2023、2022、2021),河北卷(2022、2021),重庆卷(2022、2021),江苏卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020),海南卷(2022、2021)(2)有机化合物的性质及应用:天津卷(2023),湖北卷(2022),广东卷(2022、2021),辽宁卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020),海南卷(2021)
(3)有机化合物的合成与综合推断:山东卷(2023、2022、2021),湖南卷(2023、2022、2021),湖北卷(2023、2022、2021),广东卷(2023、2022、2021),江苏卷(2022、2021),海南卷(2022、2021),辽宁卷(2023、2022、2021),北京卷(2023、2022、2021),天津卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020)
考点1有机化合物的结构、性质与反应类型
要点1有机化合物的空间结构及分析课标指引:1.认识有机化合物的分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布。 2.认识有机化合物分子中共价键的类型、极性及其与有机反应的关系。
1.有机化合物的分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布
2.判断有机化合物中碳原子杂化方式和手性碳原子的方法(1)判断碳原子的杂化方式:饱和碳原子采取sp3杂化,双键碳、苯环碳原子采取sp2杂化,三键碳原子采取sp杂化。(2)判断手性碳原子:①碳原子必须形成4条单键;②碳原子连有4个不同的原子或原子团。
要点2有机化合物的官能团与反应类型课标指引:1.认识官能团的种类(碳碳双键、碳碳三键、羟基、氨基、碳卤键、醛基、酮羰基、羧基、酯基和酰胺基),从官能团的视角认识有机化合物的分类。 2.能依据有机化合物分子的结构特征分析简单有机化合物的某些化学性质。
1.围绕有机化合物中含有的官能团,掌握其主要化学性质
2.有机反应类型与反应部位、反应试剂(或条件)
命题点1陌生有机化合物的空间结构及分析典例1 (2023·辽宁卷)在光照下,螺吡喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是( )A.均有手性B.互为同分异构体C.N原子杂化方式相同D.闭环螺吡喃亲水性更好
解析 闭环螺吡喃中有一个手性碳原子,而开环螺吡喃中无手性碳原子,A错误;螺吡喃开、闭环转换过程中无原子数目的变化,但结构不同,互为同分异构体,B正确;闭环螺吡喃中N原子为sp3杂化,而开环螺吡喃中N原子为sp2杂化,C错误;开环螺吡喃存在带电阴、阳离子基团,故开环螺吡喃亲水性更好,D错误。
变式演练(2023·天津红桥区一模)化合物Q可用于合成药物,结构如图所示。下列有关说法正确的是( )A.化合物Q中无手性碳原子B.化合物Q中所有原子均处于同一平面C.化合物Q中碳和氧原子的杂化方式相同D.1 ml化合物Q最多能与3 ml H2加成
解析 连接四种不同基团的碳原子为手性碳原子,化合物Q中无手性碳原子,A正确;该有机化合物分子中含有3个—CH3,故该分子中所有碳原子不一定共平面,B错误;该有机化合物中碳原子采取sp2、sp3杂化,O原子采取sp3杂化,酮羰基中O原子未杂化,C错误;苯环和氢气以1∶3发生加成反应,羰基和氢气以1∶1发生加成反应,故1 ml该物质最多消耗4 ml氢气,D错误。
命题点2陌生有机化合物的结构与性质典例2 (2023·浙江1月选考卷)七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是( )A.分子中存在2种官能团B.分子中所有碳原子共平面C.1 ml该物质与足量溴水反应,最多可消耗2 ml Br2D.1 ml该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3 ml NaOH
解析 该有机化合物含有酚羟基、酯基和碳碳双键共3种官能团,A错误;该有机化合物分子中所有碳原子均采取sp2杂化,且两个六元环共用2个碳原子,则分子中所有碳原子共平面,B正确;该有机化合物分子中含有2个酚羟基和1个碳碳双键,故1 ml该有机化合物最多消耗3 ml Br2,C错误;该有机化合物分子中含有2个酚羟基和1个酯基,由于酯基酸性水解得到酚羟基和羧基,分子中1 ml该酯基消耗2 ml NaOH,故1 ml该有机化合物最多消耗4 ml NaOH,D错误。
变式演练(2023·全国甲卷)藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是( )A.可以发生水解反应B.所有碳原子处于同一平面C.含有2种含氧官能团D.能与溴水发生加成反应
解析 藿香蓟含有酯基、醚键、碳碳双键3种官能团,故可以发生水解反应,能与溴水发生加成反应,A、C、D均正确;藿香蓟含氧六元环上有1个饱和碳原子(连接2个甲基的碳原子),故所有碳原子不可能共平面,B错误。
【思维建模】“三步法”突破有机化合物的结构与性质类题目
练真题·明考向1.(2023·湖北卷)湖北蕲春李时珍的《本草纲目》记载的中药丹参,其水溶性有效成分之一的结构简式如图。下列说法正确的是( )
A.该物质属于芳香烃B.可发生取代反应和氧化反应C.分子中有5个手性碳原子D.1 ml该物质最多消耗9 ml NaOH
解析 该有机物由C、H、O三种元素组成,不属于芳香烃,A错误;苯环上的氢原子、酚羟基、羧基和酯基等均能发生取代反应,酚羟基和碳碳双键均能发生氧化反应,B正确;该分子中有4个手性碳原子,C错误;该分子中有7个—OH(酚)、2个—COOH、2个酯基,均能与NaOH反应,1 ml该物质最多消耗11 ml NaOH,D错误。
2.(2023·山东卷)抗生素克拉维酸的结构简式如图所示,下列关于克拉维酸的说法错误的是( )A.存在顺反异构B.含有5种官能团C.可形成分子内氢键和分子间氢键D.1 ml该物质最多可与1 ml NaOH反应
解析 该有机化合物分子中碳碳双键的两个碳原子上分别连有两个不同的原子或原子团,存在顺反异构,A正确;该有机化合物分子中含有酰胺基、羧基、羟基、碳碳双键、醚键5种官能团,B正确;该有机化合物分子中含有羟基和羧基,因此可以形成分子内氢键和分子间氢键,C正确;因为该有机化合物分子中含有的羧基和酰胺基均能与NaOH发生反应,所以1 ml该物质最多可与2 ml NaOH反应,D错误。
3.(2023·广东卷)2022年诺贝尔化学奖授予研究“点击化学”的科学家。如图所示化合物是“点击化学”研究中的常用分子。关于该化合物,说法不正确的是( )A.能发生加成反应B.最多能与等物质的量的NaOH反应C.能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色D.能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应
解析 该物质含有苯环、碳碳三键,能与H2发生加成反应,A正确;含有羧基和酰胺基,都能与NaOH溶液发生反应,则1 ml该物质消耗2 ml NaOH,B错误;含有碳碳三键,能与溴水发生加成反应,能被酸性KMnO4溶液氧化,故能使两种溶液褪色,C正确;含有羧基,能与氨基酸和蛋白质中的氨基发生反应,D正确。
练易错·避陷阱4.(2023·北京丰台区一模)《本草纲目》记载,穿心莲有清热解毒、凉血、消肿、燥湿的功效。穿心莲内酯是一种天然抗生素,其结构简式如图所示。下列关于穿心莲内酯说法不正确的是( )A.分子中含有3种官能团B.能发生加成反应、消去反应和聚合反应C.1 ml该物质分别与足量的Na、NaOH反应,消耗二者的物质的量之比为3∶1D.1个分子中含有2个手性碳原子
解析 分子中含有羟基、酯基、碳碳双键,共3种官能团,A正确;分子中含有碳碳双键,能发生加成反应、聚合反应,含有羟基且与羟基相连碳原子的相邻碳原子上连有氢原子,能发生消去反应,B正确;羟基能与钠反应,酯基水解消耗NaOH,1 ml该物质分别与足量的Na、NaOH反应,消耗二者的物质的量之比为3∶1,C正确;连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,该分子中含有6个手性碳原子(用*标出): ,D错误。
5.(2023·安徽宿州一模)有机化合物N( )常用作橡胶、蜡和喷漆等的溶剂,也是一种润滑剂的抗氧化剂,其存在如下转化关系:
下列说法正确的是( )A.M能发生取代反应,不能发生消去反应B.N中所有碳原子可能共平面C.R不能使溴的四氯化碳溶液褪色D.Q通过加成反应一定能得到M
练预测·押考向6.BAS是一种可定向运动的“分子机器”,其合成路线如下:
下列说法正确的是( )
D.①为加成反应,②为消去反应
解析 该物质不含有碳碳双键,不存在顺反异构,A错误;—NH2具有碱性,没有酸性基团,B错误;中间产物的结构简式为 ,C错误;①为加成反应,氨基破坏了碳氧双键,②为消去反应,羟基发生消去反应,脱去了水,D正确。
7.化合物Z是一种治疗胆结石的药物,其部分合成路线如图所示,下列说法正确的是( )
A.1 ml X最多能与4 ml NaOH反应B.Y的分子式为C10H8O4C.1 ml Z与浓溴水反应,最多消耗3 ml Br2D.反应X→Y、Y→Z均为消去反应
解析 X中酚羟基、酯基可以和氢氧化钠反应,故1 ml X最多能与3 ml NaOH反应,A错误;由Y的结构简式可知,其分子式为C10H10O4,B错误;Z中酚羟基邻位氢可以被溴取代、碳碳双键可与溴加成,则1 ml Z与浓溴水反应,最多消耗3 ml Br2,C正确;反应X→Y为取代反应,Y→Z为消去反应,D错误。
考点2同分异构体与原子共面判断
要点1同分异构体的种类及判断课标指引:1.认识有机化合物存在构造异构和立体异构等同分异构现象。 2.能辨识同分异构现象,能写出符合特定条件的同分异构体,能举例说明立体异构现象。
1.熟悉各类同分异构体产生的原因
2.掌握不同类别有机化合物的官能团异构现象
要点2有机化合物中原子共线、共面及分析课标指引:1.知道有机化合物分子是有空间结构的,以甲烷、乙烯、乙炔、苯为例认识碳原子的成键特点。 2.能辨识常见有机化合物分子中的碳骨架和官能团。能概括常见有机化合物中碳原子的成键类型。能描述甲烷、乙烯、乙炔的分子结构特征,并能搭建甲烷和乙烷的立体模型。
1.熟悉四种典型烃分子的空间结构
2.有机化合物分子中原子共线、共面的判断方法
命题点1同分异构体及其判断典例1 (2023·山东卷)有机物X→Y的异构化反应如图所示,下列说法错误的是( )
A.依据红外光谱可确定X、Y存在不同的官能团B.除氢原子外,X中其他原子可能共平面C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D.类比上述反应, 的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
解析 红外光谱可确定有机物分子中的官能团和化学键,A正确;两个碳碳双键所在的平面通过碳氧单键的旋转可以共平面,B正确;符合条件的同分异构体有5种,其碳骨架分别为
变式演练(2023·湖北省重点校联考)有机化合物O(2-溴-2-甲基丁烷)存在如图转化关系(P分子中含有两个甲基),下列说法正确的是( )A.O的同分异构体中,发生消去反应所得产物有6种B.P分子中,含有5种不同化学环境的氢原子C.Q的同分异构体中,含有两个甲基的醇有5种D.Q的同分异构体中,能被氧化为醛的醇有4种
解析 由题干信息可知,O为2-溴-2-甲基丁烷,其结构简式为(CH3)2CBrCH2CH3,O在NaOH的乙醇溶液中加热发生消去反应生成P,其结构简式为CH2=C(CH3)CH2CH3或者(CH3)2C=CHCH3;P与水发生加成反应生成Q,其结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,Q与HBr加热发生取代反应生成O。O的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2Br、CH3CH2CH2CHBrCH3、CH3CH2CHBrCH2CH3,CH2BrCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCHBrCH3、(CH3)2CHCH2CH2Br和(CH3)3CCH2Br,它们发生消去反应的产物分别有:1种、1种、0种、1种、2种、0种和0种,故发生消去反应所得产物有5种,A错误;P分子的结构简式为CH2=C(CH3)CH2CH3或者(CH3)2C=CHCH3,分别含有4种、3种不同化学环境的氢原子,B错误;
Q的结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,其含有两个甲基的醇类同分异构体有CH3CH(OH)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH、HOCH2CH(CH3)CH2CH3共4种,C错误;Q的结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,其能被氧化为醛的醇类同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2OH、HOCH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH,(CH3)3CCH2OH共4种,D正确。
命题点2有机化合物中原子共线、共面的判断典例2 (2023·浙江6月选考卷)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是( )
A.丙烯分子中最多7个原子共平面B.X的结构简式为CH3CH=CHBrC.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
变式演练(2023·黑龙江黑河一模)对伞花烃( )常用作染料、医药、香料的中间体,下列说法不正确的是( )A.对伞花烃的一氯代物有6种B.对伞花烃分子中最多有9个碳原子共平面C.对伞花烃属于芳香烃,也属于苯的同系物D.对伞花烃能使酸性KMnO4溶液褪色
解析 对伞花烃有5种等效氢原子: ,根据“等效氢法”判断,对伞花烃的一氯代物有5种,A错误;与苯环碳原子直接相连的原子和6个苯环碳原子一定共平面: ,2、5号碳原子和6个苯环碳原子一定共平面,2号碳是饱和碳原子,与2号碳原子直接相连的四个原子构成四面体形结构,结合单键可以旋转,与2相连的1个甲基碳原子可在苯环的平面上,对伞花烃中最多有9个碳原子共平面,B正确;对伞花烃中含有1个苯环,且只含有C、H两种元素,属于芳香烃,苯环侧链上只含有烷基,对伞花烃属于苯的同系物,C正确;对伞花烃中苯环上连有甲基和异丙基,可被酸性KMnO4溶液氧化,D正确。
练真题·明考向1.(2022·重庆卷)关于M的说法正确的是( )A.分子式为C12H16O6B.含三个手性碳原子C.所有氧原子共平面D.与(CH3)2C=O互为同系物
解析 由M的结构简式可知,其分子式为C12H18O6,A错误;同时连有4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故M中含三个手性碳原子(标注“*”): ,B正确;形成醚键的O原子的碳原子均采用sp3杂化,故不可能所有氧原子共平面,C错误;同系物是指结构相似(官能团的种类和数目分别相同),组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,故M与(CH3)2C=O不互为同系物,D错误。
2.(2022·江苏卷)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
解析 X含碳碳双键,且双键碳上每个碳原子连接2个不同原子(或原子团),存在顺反异构体,与 互为顺反异构,A正确;X含碳碳双键,与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使其褪色,B正确;X与HBr发生加成反应,Br原子可加到任意双键碳上,故除生成Z外,还生成副产物 ,C正确;Z分子中连有Br原子的碳原子是手性碳原子,只含1个手性碳原子,D错误。
练易错·避陷阱3.(2023·北京东城区一模)某有机化合物是金银花抗菌、抗病毒的有效成分之一,其分子结构如图。
下列关于该有机化合物的说法不正确的是( )A.存在顺反异构现象B.至少有7个碳原子在同一个平面内C.能发生取代反应和消去反应D.1 ml该有机化合物能与7 ml NaOH恰好完全反应
解析 由结构简式可知,分子中碳碳双键的2个碳原子均连有不同的原子或原子团,存在顺反异构现象,A正确;分子中的苯环、碳碳双键和酯基都为平面结构,由于单键可以旋转,故分子中至少有7个碳原子在同一个平面内,B正确;分子含有醇羟基、酯基和酚羟基,能表现醇、酯和酚的性质,故一定条件下能发生取代反应和消去反应,C正确;分子含有的酯基和酚羟基能与氢氧化钠溶液反应,故该有机化合物能与3 ml NaOH恰好完全反应,D错误。
4.(2023·江西鹰潭一模)有机化合物Z是合成药物的中间体,Z的合成路线如下。下列说法正确的是( )
已知:连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子。A.1 ml X最多消耗1 ml NaOHB.X与Y可用溴水来鉴别C.每个Z分子含有1个手性碳原子D.Y分子不可能所有原子均共面
解析 X中含有酯基且水解后能够产生1个酚羟基,则1 ml X最多消耗2 ml NaOH,A错误;X与Y都含有碳碳双键,都能和溴水发生加成反应使溴水褪色,X与Y不能用溴水来鉴别,B错误;连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,Z只含有1个手性碳原子,连有苯环和—CH2COOH的碳原子是手性碳原子,C正确;Y中含有苯环、碳碳双键和羧基,碳原子都是sp2杂化为平面结构,Y分子可能所有原子均共面,D错误。
练预测·押考向5.对乙酰氨基酚为非甾体类抗炎药,具有解热镇痛作用,其结构简式如图所示,下列有关说法错误的是( )A.分子式为C8H9NO2B.能与浓溴水发生取代反应C.分子内所有原子可能处于同一平面D.其苯环上的一氯代物有两种
解析 根据对乙酰氨基酚的结构简式可知,其分子式为C8H9NO2,A正确;对乙酰氨基酚中酚羟基邻、对位上的氢可以和浓溴水发生取代反应,B正确;分子中含有饱和碳原子,则所有原子不在同一平面上,C错误;苯环上有2种等效氢,则其苯环上的一氯代物有两种,D正确。
6.科学家开发了M-VOx催化剂,在180 ℃下以氧气为氧化剂将乳酸甲酯(a)催化氧化成丙酮酸甲酯(b)。下列叙述正确的是( )
A.a、b两物质中所含官能团完全相同B.上述变化中乳酸甲酯发生了氧化反应C.a、b的分子结构不同,互为同分异构体D.b在核磁共振氢谱上只有1组峰
突破高考题型(九)有机合成与综合推断题
高考指引:近几年,全国及各省市化学试题都设置了有机合成与综合推断题,大多以合成药物、合成材料等为载体,设计合成路线图示,要求考生推断未知有机化合物的结构,并回答相关问题,命题涉及有机化合物的名称、官能团、反应类型、结构简式、化学方程式、限制条件的同分异构体、有机合成路线的设计等,侧重考查考生的“理解与辨析能力”“分析与推测能力”“归纳与论证能力”等关键能力。
突破点1 有机化合物中的官能团及反应类型的判断
核心归纳1.根据官能团之间的转化判断反应类型
2.根据反应条件判断反应类型
真题感悟1.(2023·湖北卷,17)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳 (填“π”或“σ”)键断裂。 (2)D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有 种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为 。 (3)E与足量酸性KMnO4溶液反应生成的有机物的名称为 、 。 (4)G的结构简式为 。
种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为 。若经此路线由H合成I,存在的问题有 (填标号)。 a.原子利用率低 b.产物难以分离 c.反应条件苛刻d.严重污染环境
解析 (1)CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br的反应为加成反应,碳碳双键中的π键断裂。(2)D的分子式为C5H12O,属于醇类物质,同分异构体即戊醇(C5H11—OH)有8种(包含D),所以与D具有相同官能团的同分异构体有7种,其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为9∶2∶1的同分异构体应有三个—CH3,即为
(4)从H的结构结合与G反应的反应物的结构可知,该反应为“双烯合成反应”,则G的结构简式为 。
(5)由于J为α,β-不饱和酮,则J的结构简式为 。若经此路线由H合成I,由于有副产物的产生,故原子利用率低,a正确;I和J均为不饱和酮,性质相似,难以分离,b正确;I和J是在相同条件下生成的,反应条件(碱性溶液)不苛刻,c错误,该过程中没有有毒物质生成,不会严重污染环境,d错误。
突破点2 限制条件同分异构体的书写
核心归纳1.解答限制条件同分异构体书写的思维模型
2.限制条件同分异构体的书写步骤
(1)“碎片”推测:依据分子式(不饱和度)信息,特殊结构信息、类别信息、化合物性质等推知官能团。(2)碳架构建:除“碎片”以外的碳原子,按碳架异构搭建。(3)“碎片”组装:先在碳架上进行基团定位→再考虑取代基的碳链异构→再考虑取代基在碳架上的位置异构→最后考虑官能团类别异构。(4)方法选择:“端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”“定一移一”等方法;“非端基碎片”的位置异构一般选择“插入法”。
真题感悟2.(1)(2023·湖南卷,18节选) (呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除H2C=C=CHCHO外,还有 种。 (2)(2023·全国新课标卷,30节选)在B( )的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构); ①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为 。
3.(1)(2023·全国乙卷,36节选)在D( )的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种; ①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。其中,核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
(2)(2023·全国甲卷,36节选)具有相同官能团的B( )的芳香同分异构体还有 种(不考虑立体异构,填标号)。 a.10b.12c.14d.16其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
解析 (1)D为苯乙酸,根据题目要求,能发生银镜反应则需含有醛基,能遇氯化铁显色,则需含有酚羟基。若苯环上有—OH、—CHO、—CH3三种取代基,则有10种结构;若苯环有—OH、—CH2CHO两种取代基,则有3种结构,所以共有13种同分异构体。结合核磁共振氢谱可知,符合条件的同分异构体的结构简式为 。
突破点3 有机合成路线的设计与评价
核心归纳1.有机合成中官能团的保护方法
2.解答有机合成路线设计题的思维模型
(1)分析结构,寻找差异分析目标有机化合物和所给基础原料的结构,并逐一列出,然后进行对比,找出目标有机化合物和所给基础原料之间的差异。
(2)根据信息,推导变化针对目标有机化合物中的基团,利用题给信息和已学知识,逐一分析用何种方法实现这些转化。先由已知结构1找出上一步反应的中间体,再分析用哪种基础原料如何获得这种中间体;然后由已知结构2找出上一步反应的中间体,进而分析用哪种基础原料如何获得这种中间体;依此类推,最终实现目标有机化合物中的所有基团的合成。(3)排出顺序,制订路线由于目标有机化合物中有多个基团的合成,因此必然有先后顺序,此时应根据基团合成的条件以及反应条件对其他基团的影响和有机合成遵循的原则,排出最合理的合成顺序,最后形成一条合理的合成路线。
真题感悟4.(2022·河北卷,18节选)舍曲林(Sertraline)是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂,用于治疗抑郁症,其合成路线之一如下:
已知:(ⅰ)手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子
5.(2022·广东卷,21节选)以化合物Ⅰ为原料,可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
选用含两个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物Ⅷ的单体。
Ⅷ写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。
(2023·湖南常德一模)有机化学研究的最终目标之一是能够构建复杂且有用的有机分子,造福人类生活。瑞替加滨具有潜在的神经保护作用,其合成路线如下:
请回答下列问题:(1)A物质的核磁共振氢谱图为 (填序号)。
(2)E的结构简式: 。
(3)反应⑥涉及两步,已知第一步反应类型是加成反应,第二步的反应类型为 。 (4)合成过程中,引入反应③的作用是 。 (5)写出C→D的化学方程式: 。
①红外光谱无醚键吸收峰 ②能发生银镜反应
(6)分子组成比 多一个CH2的有机化合物,结构中满足条件:“①红外光谱无醚键吸收峰 ②能发生银镜反应”,则分子中含有—CHO、—OH、—Cl或—OOCH、—Cl,则可能结构简式为CH3CH2CH(OH)CHO、CH3CH(OH)CH2CHO、CH2(OH)CH2CH2CHO的烃基上H原子被Cl取代,共9种,ClCH2C(CH3)(OH)CHO、HOCH2CCl(CH3)CHO、HOCH2CH(CH2Cl)CHO、HOCH(Cl)CH(CH3)CHO共4种,CH3CH2CH2OOCH、(CH3)2CHOOCH的烃基上的H原子被Cl原子取代共5种,共有18种。
(1)有机化合物的结构及性质:湖北卷(2023),广东卷(2023),天津卷(2023),湖南卷(2023、2022、2021),山东卷(2023、2022、2021),辽宁卷(2023、2022、2021),北京卷(2023、2022、2021),河北卷(2022、2021),重庆卷(2022、2021),江苏卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020),海南卷(2022、2021)(2)有机化合物的性质及应用:天津卷(2023),湖北卷(2022),广东卷(2022、2021),辽宁卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020),海南卷(2021)
(3)有机化合物的合成与综合推断:山东卷(2023、2022、2021),湖南卷(2023、2022、2021),湖北卷(2023、2022、2021),广东卷(2023、2022、2021),江苏卷(2022、2021),海南卷(2022、2021),辽宁卷(2023、2022、2021),北京卷(2023、2022、2021),天津卷(2022、2021),浙江卷(2023、2022、2021、2020)
考点1有机化合物的结构、性质与反应类型
要点1有机化合物的空间结构及分析课标指引:1.认识有机化合物的分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布。 2.认识有机化合物分子中共价键的类型、极性及其与有机反应的关系。
1.有机化合物的分子结构决定于原子间的连接顺序、成键方式和空间排布
2.判断有机化合物中碳原子杂化方式和手性碳原子的方法(1)判断碳原子的杂化方式:饱和碳原子采取sp3杂化,双键碳、苯环碳原子采取sp2杂化,三键碳原子采取sp杂化。(2)判断手性碳原子:①碳原子必须形成4条单键;②碳原子连有4个不同的原子或原子团。
要点2有机化合物的官能团与反应类型课标指引:1.认识官能团的种类(碳碳双键、碳碳三键、羟基、氨基、碳卤键、醛基、酮羰基、羧基、酯基和酰胺基),从官能团的视角认识有机化合物的分类。 2.能依据有机化合物分子的结构特征分析简单有机化合物的某些化学性质。
1.围绕有机化合物中含有的官能团,掌握其主要化学性质
2.有机反应类型与反应部位、反应试剂(或条件)
命题点1陌生有机化合物的空间结构及分析典例1 (2023·辽宁卷)在光照下,螺吡喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。下列关于开、闭环螺吡喃说法正确的是( )A.均有手性B.互为同分异构体C.N原子杂化方式相同D.闭环螺吡喃亲水性更好
解析 闭环螺吡喃中有一个手性碳原子,而开环螺吡喃中无手性碳原子,A错误;螺吡喃开、闭环转换过程中无原子数目的变化,但结构不同,互为同分异构体,B正确;闭环螺吡喃中N原子为sp3杂化,而开环螺吡喃中N原子为sp2杂化,C错误;开环螺吡喃存在带电阴、阳离子基团,故开环螺吡喃亲水性更好,D错误。
变式演练(2023·天津红桥区一模)化合物Q可用于合成药物,结构如图所示。下列有关说法正确的是( )A.化合物Q中无手性碳原子B.化合物Q中所有原子均处于同一平面C.化合物Q中碳和氧原子的杂化方式相同D.1 ml化合物Q最多能与3 ml H2加成
解析 连接四种不同基团的碳原子为手性碳原子,化合物Q中无手性碳原子,A正确;该有机化合物分子中含有3个—CH3,故该分子中所有碳原子不一定共平面,B错误;该有机化合物中碳原子采取sp2、sp3杂化,O原子采取sp3杂化,酮羰基中O原子未杂化,C错误;苯环和氢气以1∶3发生加成反应,羰基和氢气以1∶1发生加成反应,故1 ml该物质最多消耗4 ml氢气,D错误。
命题点2陌生有机化合物的结构与性质典例2 (2023·浙江1月选考卷)七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是( )A.分子中存在2种官能团B.分子中所有碳原子共平面C.1 ml该物质与足量溴水反应,最多可消耗2 ml Br2D.1 ml该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3 ml NaOH
解析 该有机化合物含有酚羟基、酯基和碳碳双键共3种官能团,A错误;该有机化合物分子中所有碳原子均采取sp2杂化,且两个六元环共用2个碳原子,则分子中所有碳原子共平面,B正确;该有机化合物分子中含有2个酚羟基和1个碳碳双键,故1 ml该有机化合物最多消耗3 ml Br2,C错误;该有机化合物分子中含有2个酚羟基和1个酯基,由于酯基酸性水解得到酚羟基和羧基,分子中1 ml该酯基消耗2 ml NaOH,故1 ml该有机化合物最多消耗4 ml NaOH,D错误。
变式演练(2023·全国甲卷)藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是( )A.可以发生水解反应B.所有碳原子处于同一平面C.含有2种含氧官能团D.能与溴水发生加成反应
解析 藿香蓟含有酯基、醚键、碳碳双键3种官能团,故可以发生水解反应,能与溴水发生加成反应,A、C、D均正确;藿香蓟含氧六元环上有1个饱和碳原子(连接2个甲基的碳原子),故所有碳原子不可能共平面,B错误。
【思维建模】“三步法”突破有机化合物的结构与性质类题目
练真题·明考向1.(2023·湖北卷)湖北蕲春李时珍的《本草纲目》记载的中药丹参,其水溶性有效成分之一的结构简式如图。下列说法正确的是( )
A.该物质属于芳香烃B.可发生取代反应和氧化反应C.分子中有5个手性碳原子D.1 ml该物质最多消耗9 ml NaOH
解析 该有机物由C、H、O三种元素组成,不属于芳香烃,A错误;苯环上的氢原子、酚羟基、羧基和酯基等均能发生取代反应,酚羟基和碳碳双键均能发生氧化反应,B正确;该分子中有4个手性碳原子,C错误;该分子中有7个—OH(酚)、2个—COOH、2个酯基,均能与NaOH反应,1 ml该物质最多消耗11 ml NaOH,D错误。
2.(2023·山东卷)抗生素克拉维酸的结构简式如图所示,下列关于克拉维酸的说法错误的是( )A.存在顺反异构B.含有5种官能团C.可形成分子内氢键和分子间氢键D.1 ml该物质最多可与1 ml NaOH反应
解析 该有机化合物分子中碳碳双键的两个碳原子上分别连有两个不同的原子或原子团,存在顺反异构,A正确;该有机化合物分子中含有酰胺基、羧基、羟基、碳碳双键、醚键5种官能团,B正确;该有机化合物分子中含有羟基和羧基,因此可以形成分子内氢键和分子间氢键,C正确;因为该有机化合物分子中含有的羧基和酰胺基均能与NaOH发生反应,所以1 ml该物质最多可与2 ml NaOH反应,D错误。
3.(2023·广东卷)2022年诺贝尔化学奖授予研究“点击化学”的科学家。如图所示化合物是“点击化学”研究中的常用分子。关于该化合物,说法不正确的是( )A.能发生加成反应B.最多能与等物质的量的NaOH反应C.能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色D.能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应
解析 该物质含有苯环、碳碳三键,能与H2发生加成反应,A正确;含有羧基和酰胺基,都能与NaOH溶液发生反应,则1 ml该物质消耗2 ml NaOH,B错误;含有碳碳三键,能与溴水发生加成反应,能被酸性KMnO4溶液氧化,故能使两种溶液褪色,C正确;含有羧基,能与氨基酸和蛋白质中的氨基发生反应,D正确。
练易错·避陷阱4.(2023·北京丰台区一模)《本草纲目》记载,穿心莲有清热解毒、凉血、消肿、燥湿的功效。穿心莲内酯是一种天然抗生素,其结构简式如图所示。下列关于穿心莲内酯说法不正确的是( )A.分子中含有3种官能团B.能发生加成反应、消去反应和聚合反应C.1 ml该物质分别与足量的Na、NaOH反应,消耗二者的物质的量之比为3∶1D.1个分子中含有2个手性碳原子
解析 分子中含有羟基、酯基、碳碳双键,共3种官能团,A正确;分子中含有碳碳双键,能发生加成反应、聚合反应,含有羟基且与羟基相连碳原子的相邻碳原子上连有氢原子,能发生消去反应,B正确;羟基能与钠反应,酯基水解消耗NaOH,1 ml该物质分别与足量的Na、NaOH反应,消耗二者的物质的量之比为3∶1,C正确;连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,该分子中含有6个手性碳原子(用*标出): ,D错误。
5.(2023·安徽宿州一模)有机化合物N( )常用作橡胶、蜡和喷漆等的溶剂,也是一种润滑剂的抗氧化剂,其存在如下转化关系:
下列说法正确的是( )A.M能发生取代反应,不能发生消去反应B.N中所有碳原子可能共平面C.R不能使溴的四氯化碳溶液褪色D.Q通过加成反应一定能得到M
练预测·押考向6.BAS是一种可定向运动的“分子机器”,其合成路线如下:
下列说法正确的是( )
D.①为加成反应,②为消去反应
解析 该物质不含有碳碳双键,不存在顺反异构,A错误;—NH2具有碱性,没有酸性基团,B错误;中间产物的结构简式为 ,C错误;①为加成反应,氨基破坏了碳氧双键,②为消去反应,羟基发生消去反应,脱去了水,D正确。
7.化合物Z是一种治疗胆结石的药物,其部分合成路线如图所示,下列说法正确的是( )
A.1 ml X最多能与4 ml NaOH反应B.Y的分子式为C10H8O4C.1 ml Z与浓溴水反应,最多消耗3 ml Br2D.反应X→Y、Y→Z均为消去反应
解析 X中酚羟基、酯基可以和氢氧化钠反应,故1 ml X最多能与3 ml NaOH反应,A错误;由Y的结构简式可知,其分子式为C10H10O4,B错误;Z中酚羟基邻位氢可以被溴取代、碳碳双键可与溴加成,则1 ml Z与浓溴水反应,最多消耗3 ml Br2,C正确;反应X→Y为取代反应,Y→Z为消去反应,D错误。
考点2同分异构体与原子共面判断
要点1同分异构体的种类及判断课标指引:1.认识有机化合物存在构造异构和立体异构等同分异构现象。 2.能辨识同分异构现象,能写出符合特定条件的同分异构体,能举例说明立体异构现象。
1.熟悉各类同分异构体产生的原因
2.掌握不同类别有机化合物的官能团异构现象
要点2有机化合物中原子共线、共面及分析课标指引:1.知道有机化合物分子是有空间结构的,以甲烷、乙烯、乙炔、苯为例认识碳原子的成键特点。 2.能辨识常见有机化合物分子中的碳骨架和官能团。能概括常见有机化合物中碳原子的成键类型。能描述甲烷、乙烯、乙炔的分子结构特征,并能搭建甲烷和乙烷的立体模型。
1.熟悉四种典型烃分子的空间结构
2.有机化合物分子中原子共线、共面的判断方法
命题点1同分异构体及其判断典例1 (2023·山东卷)有机物X→Y的异构化反应如图所示,下列说法错误的是( )
A.依据红外光谱可确定X、Y存在不同的官能团B.除氢原子外,X中其他原子可能共平面C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D.类比上述反应, 的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
解析 红外光谱可确定有机物分子中的官能团和化学键,A正确;两个碳碳双键所在的平面通过碳氧单键的旋转可以共平面,B正确;符合条件的同分异构体有5种,其碳骨架分别为
变式演练(2023·湖北省重点校联考)有机化合物O(2-溴-2-甲基丁烷)存在如图转化关系(P分子中含有两个甲基),下列说法正确的是( )A.O的同分异构体中,发生消去反应所得产物有6种B.P分子中,含有5种不同化学环境的氢原子C.Q的同分异构体中,含有两个甲基的醇有5种D.Q的同分异构体中,能被氧化为醛的醇有4种
解析 由题干信息可知,O为2-溴-2-甲基丁烷,其结构简式为(CH3)2CBrCH2CH3,O在NaOH的乙醇溶液中加热发生消去反应生成P,其结构简式为CH2=C(CH3)CH2CH3或者(CH3)2C=CHCH3;P与水发生加成反应生成Q,其结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,Q与HBr加热发生取代反应生成O。O的同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2Br、CH3CH2CH2CHBrCH3、CH3CH2CHBrCH2CH3,CH2BrCH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCHBrCH3、(CH3)2CHCH2CH2Br和(CH3)3CCH2Br,它们发生消去反应的产物分别有:1种、1种、0种、1种、2种、0种和0种,故发生消去反应所得产物有5种,A错误;P分子的结构简式为CH2=C(CH3)CH2CH3或者(CH3)2C=CHCH3,分别含有4种、3种不同化学环境的氢原子,B错误;
Q的结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,其含有两个甲基的醇类同分异构体有CH3CH(OH)CH2CH2CH3、CH3CH2CH(OH)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH、HOCH2CH(CH3)CH2CH3共4种,C错误;Q的结构简式为(CH3)2C(OH)CH2CH3,其能被氧化为醛的醇类同分异构体有CH3CH2CH2CH2CH2OH、HOCH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2OH,(CH3)3CCH2OH共4种,D正确。
命题点2有机化合物中原子共线、共面的判断典例2 (2023·浙江6月选考卷)丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是( )
A.丙烯分子中最多7个原子共平面B.X的结构简式为CH3CH=CHBrC.Y与足量KOH醇溶液共热可生成丙炔
变式演练(2023·黑龙江黑河一模)对伞花烃( )常用作染料、医药、香料的中间体,下列说法不正确的是( )A.对伞花烃的一氯代物有6种B.对伞花烃分子中最多有9个碳原子共平面C.对伞花烃属于芳香烃,也属于苯的同系物D.对伞花烃能使酸性KMnO4溶液褪色
解析 对伞花烃有5种等效氢原子: ,根据“等效氢法”判断,对伞花烃的一氯代物有5种,A错误;与苯环碳原子直接相连的原子和6个苯环碳原子一定共平面: ,2、5号碳原子和6个苯环碳原子一定共平面,2号碳是饱和碳原子,与2号碳原子直接相连的四个原子构成四面体形结构,结合单键可以旋转,与2相连的1个甲基碳原子可在苯环的平面上,对伞花烃中最多有9个碳原子共平面,B正确;对伞花烃中含有1个苯环,且只含有C、H两种元素,属于芳香烃,苯环侧链上只含有烷基,对伞花烃属于苯的同系物,C正确;对伞花烃中苯环上连有甲基和异丙基,可被酸性KMnO4溶液氧化,D正确。
练真题·明考向1.(2022·重庆卷)关于M的说法正确的是( )A.分子式为C12H16O6B.含三个手性碳原子C.所有氧原子共平面D.与(CH3)2C=O互为同系物
解析 由M的结构简式可知,其分子式为C12H18O6,A错误;同时连有4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故M中含三个手性碳原子(标注“*”): ,B正确;形成醚键的O原子的碳原子均采用sp3杂化,故不可能所有氧原子共平面,C错误;同系物是指结构相似(官能团的种类和数目分别相同),组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,故M与(CH3)2C=O不互为同系物,D错误。
2.(2022·江苏卷)精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下:
解析 X含碳碳双键,且双键碳上每个碳原子连接2个不同原子(或原子团),存在顺反异构体,与 互为顺反异构,A正确;X含碳碳双键,与溴的四氯化碳溶液发生加成反应而使其褪色,B正确;X与HBr发生加成反应,Br原子可加到任意双键碳上,故除生成Z外,还生成副产物 ,C正确;Z分子中连有Br原子的碳原子是手性碳原子,只含1个手性碳原子,D错误。
练易错·避陷阱3.(2023·北京东城区一模)某有机化合物是金银花抗菌、抗病毒的有效成分之一,其分子结构如图。
下列关于该有机化合物的说法不正确的是( )A.存在顺反异构现象B.至少有7个碳原子在同一个平面内C.能发生取代反应和消去反应D.1 ml该有机化合物能与7 ml NaOH恰好完全反应
解析 由结构简式可知,分子中碳碳双键的2个碳原子均连有不同的原子或原子团,存在顺反异构现象,A正确;分子中的苯环、碳碳双键和酯基都为平面结构,由于单键可以旋转,故分子中至少有7个碳原子在同一个平面内,B正确;分子含有醇羟基、酯基和酚羟基,能表现醇、酯和酚的性质,故一定条件下能发生取代反应和消去反应,C正确;分子含有的酯基和酚羟基能与氢氧化钠溶液反应,故该有机化合物能与3 ml NaOH恰好完全反应,D错误。
4.(2023·江西鹰潭一模)有机化合物Z是合成药物的中间体,Z的合成路线如下。下列说法正确的是( )
已知:连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子。A.1 ml X最多消耗1 ml NaOHB.X与Y可用溴水来鉴别C.每个Z分子含有1个手性碳原子D.Y分子不可能所有原子均共面
解析 X中含有酯基且水解后能够产生1个酚羟基,则1 ml X最多消耗2 ml NaOH,A错误;X与Y都含有碳碳双键,都能和溴水发生加成反应使溴水褪色,X与Y不能用溴水来鉴别,B错误;连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,Z只含有1个手性碳原子,连有苯环和—CH2COOH的碳原子是手性碳原子,C正确;Y中含有苯环、碳碳双键和羧基,碳原子都是sp2杂化为平面结构,Y分子可能所有原子均共面,D错误。
练预测·押考向5.对乙酰氨基酚为非甾体类抗炎药,具有解热镇痛作用,其结构简式如图所示,下列有关说法错误的是( )A.分子式为C8H9NO2B.能与浓溴水发生取代反应C.分子内所有原子可能处于同一平面D.其苯环上的一氯代物有两种
解析 根据对乙酰氨基酚的结构简式可知,其分子式为C8H9NO2,A正确;对乙酰氨基酚中酚羟基邻、对位上的氢可以和浓溴水发生取代反应,B正确;分子中含有饱和碳原子,则所有原子不在同一平面上,C错误;苯环上有2种等效氢,则其苯环上的一氯代物有两种,D正确。
6.科学家开发了M-VOx催化剂,在180 ℃下以氧气为氧化剂将乳酸甲酯(a)催化氧化成丙酮酸甲酯(b)。下列叙述正确的是( )
A.a、b两物质中所含官能团完全相同B.上述变化中乳酸甲酯发生了氧化反应C.a、b的分子结构不同,互为同分异构体D.b在核磁共振氢谱上只有1组峰
突破高考题型(九)有机合成与综合推断题
高考指引:近几年,全国及各省市化学试题都设置了有机合成与综合推断题,大多以合成药物、合成材料等为载体,设计合成路线图示,要求考生推断未知有机化合物的结构,并回答相关问题,命题涉及有机化合物的名称、官能团、反应类型、结构简式、化学方程式、限制条件的同分异构体、有机合成路线的设计等,侧重考查考生的“理解与辨析能力”“分析与推测能力”“归纳与论证能力”等关键能力。
突破点1 有机化合物中的官能团及反应类型的判断
核心归纳1.根据官能团之间的转化判断反应类型
2.根据反应条件判断反应类型
真题感悟1.(2023·湖北卷,17)碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:(1)由A→B的反应中,乙烯的碳碳 (填“π”或“σ”)键断裂。 (2)D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有 种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9∶2∶1的结构简式为 。 (3)E与足量酸性KMnO4溶液反应生成的有机物的名称为 、 。 (4)G的结构简式为 。
种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为 。若经此路线由H合成I,存在的问题有 (填标号)。 a.原子利用率低 b.产物难以分离 c.反应条件苛刻d.严重污染环境
解析 (1)CH2=CH2+HBr→CH3CH2Br的反应为加成反应,碳碳双键中的π键断裂。(2)D的分子式为C5H12O,属于醇类物质,同分异构体即戊醇(C5H11—OH)有8种(包含D),所以与D具有相同官能团的同分异构体有7种,其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为9∶2∶1的同分异构体应有三个—CH3,即为
(4)从H的结构结合与G反应的反应物的结构可知,该反应为“双烯合成反应”,则G的结构简式为 。
(5)由于J为α,β-不饱和酮,则J的结构简式为 。若经此路线由H合成I,由于有副产物的产生,故原子利用率低,a正确;I和J均为不饱和酮,性质相似,难以分离,b正确;I和J是在相同条件下生成的,反应条件(碱性溶液)不苛刻,c错误,该过程中没有有毒物质生成,不会严重污染环境,d错误。
突破点2 限制条件同分异构体的书写
核心归纳1.解答限制条件同分异构体书写的思维模型
2.限制条件同分异构体的书写步骤
(1)“碎片”推测:依据分子式(不饱和度)信息,特殊结构信息、类别信息、化合物性质等推知官能团。(2)碳架构建:除“碎片”以外的碳原子,按碳架异构搭建。(3)“碎片”组装:先在碳架上进行基团定位→再考虑取代基的碳链异构→再考虑取代基在碳架上的位置异构→最后考虑官能团类别异构。(4)方法选择:“端基碎片”的位置异构一般选择“等效氢”“定一移一”等方法;“非端基碎片”的位置异构一般选择“插入法”。
真题感悟2.(1)(2023·湖南卷,18节选) (呋喃)是一种重要的化工原料,其能够发生银镜反应的同分异构体中,除H2C=C=CHCHO外,还有 种。 (2)(2023·全国新课标卷,30节选)在B( )的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构); ①含有手性碳;②含有三个甲基;③含有苯环。其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3∶3∶3∶2∶2∶1的同分异构体的结构简式为 。
3.(1)(2023·全国乙卷,36节选)在D( )的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种; ①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。其中,核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
(2)(2023·全国甲卷,36节选)具有相同官能团的B( )的芳香同分异构体还有 种(不考虑立体异构,填标号)。 a.10b.12c.14d.16其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
解析 (1)D为苯乙酸,根据题目要求,能发生银镜反应则需含有醛基,能遇氯化铁显色,则需含有酚羟基。若苯环上有—OH、—CHO、—CH3三种取代基,则有10种结构;若苯环有—OH、—CH2CHO两种取代基,则有3种结构,所以共有13种同分异构体。结合核磁共振氢谱可知,符合条件的同分异构体的结构简式为 。
突破点3 有机合成路线的设计与评价
核心归纳1.有机合成中官能团的保护方法
2.解答有机合成路线设计题的思维模型
(1)分析结构,寻找差异分析目标有机化合物和所给基础原料的结构,并逐一列出,然后进行对比,找出目标有机化合物和所给基础原料之间的差异。
(2)根据信息,推导变化针对目标有机化合物中的基团,利用题给信息和已学知识,逐一分析用何种方法实现这些转化。先由已知结构1找出上一步反应的中间体,再分析用哪种基础原料如何获得这种中间体;然后由已知结构2找出上一步反应的中间体,进而分析用哪种基础原料如何获得这种中间体;依此类推,最终实现目标有机化合物中的所有基团的合成。(3)排出顺序,制订路线由于目标有机化合物中有多个基团的合成,因此必然有先后顺序,此时应根据基团合成的条件以及反应条件对其他基团的影响和有机合成遵循的原则,排出最合理的合成顺序,最后形成一条合理的合成路线。
真题感悟4.(2022·河北卷,18节选)舍曲林(Sertraline)是一种选择性5-羟色胺再摄取抑制剂,用于治疗抑郁症,其合成路线之一如下:
已知:(ⅰ)手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子
5.(2022·广东卷,21节选)以化合物Ⅰ为原料,可合成丙烯酸Ⅴ、丙醇Ⅶ等化工产品,进而可制备聚丙烯酸丙酯类高分子材料。
选用含两个羧基的化合物作为唯一的含氧有机原料,参考上述信息,制备高分子化合物Ⅷ的单体。
Ⅷ写出Ⅷ的单体的合成路线(不用注明反应条件)。
(2023·湖南常德一模)有机化学研究的最终目标之一是能够构建复杂且有用的有机分子,造福人类生活。瑞替加滨具有潜在的神经保护作用,其合成路线如下:
请回答下列问题:(1)A物质的核磁共振氢谱图为 (填序号)。
(2)E的结构简式: 。
(3)反应⑥涉及两步,已知第一步反应类型是加成反应,第二步的反应类型为 。 (4)合成过程中,引入反应③的作用是 。 (5)写出C→D的化学方程式: 。
①红外光谱无醚键吸收峰 ②能发生银镜反应
(6)分子组成比 多一个CH2的有机化合物,结构中满足条件:“①红外光谱无醚键吸收峰 ②能发生银镜反应”,则分子中含有—CHO、—OH、—Cl或—OOCH、—Cl,则可能结构简式为CH3CH2CH(OH)CHO、CH3CH(OH)CH2CHO、CH2(OH)CH2CH2CHO的烃基上H原子被Cl取代,共9种,ClCH2C(CH3)(OH)CHO、HOCH2CCl(CH3)CHO、HOCH2CH(CH2Cl)CHO、HOCH(Cl)CH(CH3)CHO共4种,CH3CH2CH2OOCH、(CH3)2CHOOCH的烃基上的H原子被Cl原子取代共5种,共有18种。
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